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专利名称:气纺不织布制造用复合纤维以及高密度气纺不织布的制造方法
气纺不织布制造用复合纤维以及高密度气纺不织布的制造方法技术领域
本发明是有关于一种可获得高密度且高单位面积重量(basisweight)的气纺(air-laid)不织布的复合纤维。更详细而言,本发明是有关于如下复合纤维该复合纤维于热处理前仅具有平面卷缩即所谓锯齿状卷缩,于气纺下的加工性与生产性优异,且在对使用其所制造的气纺织物进行热处理时,潜在卷缩明显化而呈现螺旋状卷缩,由此可使织物高度收缩,因而可获得高密度且高单位面积重量的气纺不织布。
本发明而且是有关于一种使用上述复合纤维的高密度气纺不织布的制造方法。
背景技术:
利用热处理时的收缩率的差异而使螺旋状卷缩明显化的潜在卷缩性复合纤维,例如可用作伸缩性不织布或高缓冲性不织布、液体吸收体不织布等。该些潜在卷缩性复合纤维主要是利用梳棉制程(cardprocess)而织物化,通过其后的热处理而呈现螺旋状卷缩,并使织物收缩从而产生不织布。因此,于该不
织布中,纤维与织物的状态相比,更加高密度化,且成为纤维间通过螺旋状卷缩而互相缠绕的状态,该些特性带来优异的伸缩性或缓冲性、液体吸排出特性。
然而,利用梳棉制程所得的不织布存在如下缺陷纤维于机械方向与宽度方向的排列方法不同,特性的各向同性欠缺。于专利文献1中报告有利用梳棉制程使潜在卷缩性复合纤维织物化,并以水针(waterneedle)法等使纤维间互相缠绕,然后进行热处理,而使螺旋状卷缩明显化,由此可获得弹性恢复率较大的不织布。然而,该不织布由于纤维沿着机械方向排列,故虽然机械方向的强度或弹性恢复率优异,但宽度方向的强度或弹性恢复率显著较低。
特别是于液体吸收体不织布中,较为重要的是纤维密度适度较高。一般而言,为了获得高密度的不织布,可使用如下方法利用高温的轧辊(calenderroll)对低密度的不织布进行压密处理,或利用造纸法使未赋予卷缩的直纤维不织布化。然而,该些不织布多出现以下情形纤维间过度密接而造成热融着,不织布变硬,另外,纤维间的孔径不充分,而不适于液体的吸排出。
另一方面,对由上述潜在卷缩性复合纤维所形成的织物进行热处理而使螺旋状卷缩明显化,从而使织物收缩而获得的不织布,具有适于液体吸排出的稍高的纤维密度,另外,螺旋状卷缩所形成的空隙的孔径带来良好的液体吸排出特性,故可较好地使用。但是,
梳棉制程中单位面积重量自然地存在极限,例如无法以较高生产性、且稳定地获得大于等于500g/m2的高单位面积重量的液体吸收体不织布。另外,于利用梳棉制程所获得的织物中,大量纤维的自由度存在分布,自由度较高的部分进一步收缩而形成高密度,相反自由度较低的部分不太收缩而形成低密度,这样织物偏向收缩而经常形成不均勻质地的不织布。为了解决该问题,如专利文献1中所记载,有必要在对织物进行热处理而使纤维呈现螺旋状卷缩前,利用水针法等方法形成纤维交缠,由此操作性与生产性显著变低。
为了改善上述特性的各向异性、与高单位面积重量品对应的问题,有效的是机械方向与宽度方向的纤维排列差异较小,且可容易地获得高单位面积重量不织布的气纺制程。然而,通常潜在卷缩性复合纤维存在气纺下的加工性或生产性极低的问题。其原因在于,潜在卷缩性复合纤维由于其剖面形状而具有大量的立体卷缩,或即便为平面性亦弯曲的卷缩形状,故较蓬松,纤维容易开纤,所开纤的纤维容易互相缠绕。
于专利文献2及专利文献3中报告有于热处理前的状态下,将锯齿状或Ω型二维卷缩的潜在卷缩性纤维应用于气纺制程,于织物化后使其呈现立体卷缩,由此可获得蓬松的不织布。该些纤维的卷缩会改善气纺加工性,故使纤维的卷缩形成锯齿状或
Ω型二维卷缩。然而,该些纤维虽然通过热处理呈现立体卷缩,但其呈现力较弱,且不能以较高的收缩率使织物本身收缩。因此,不织布的纤维密度较小,三维各向同性不充分,而显示不出充分的伸缩性或缓冲性、液体吸收特性。另外,使用聚酯系树脂作为构成纤维的成分,制成液体吸收体不织布而使用时,存在不适于碱性液体等耐化学药品性差的问题。
[专利文献1]日本专利特开平2-127553号公报
[专利文献2]日本专利特开2003-166127号公报
[专利文献3]日本专利特开2003-171860号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
于先前技术中,分别作了以下尝试欲使用潜在卷缩性复合纤维而获得伸缩性或缓冲性、液体吸收体优异的不织布;欲将潜在卷缩性纤维用于气纺制程;以及欲利用气纺制程而获得机械方向与宽度方向的特性差异较小,且高单位面积重量的不织布;但气纺下的加工性及生产性、以及织物收缩所引起纤维的高密度化并不能同时达成,从而要求进一步改善。
因此,本发明的目的在于提供一种高密度气纺不织布制造用复合纤维,其于热处理前为平面锯齿状卷缩形状,于气纺下的加工性及生产性较高,可获得均勻的织物,对织物进行热处理后纤维会呈现螺旋状卷缩,而可使织物高度收缩,从而可获得纤维高密度集聚
而成的不织布。
另外,本发明的目的在于提供一种制造使用上述复合纤维的高密度气纺不织布的方法。
[解决问题的手段]
本发明者等人为了解决上述课题而反复进行努力研究,结果发现利用如下复合纤维,其是将低熔点的烯烃系热塑性树脂与较其具有更高熔点的烯烃系热塑性树脂,以在纤维剖面上各成分的重心互不相同之方式进行复合而成的,而气纺下的加工性及生产性优异,并可获得均勻的气纺织物,且对织物进行热处理时的螺旋状卷缩的呈现性优异,故能以高收缩率使织物收缩,从而获得纤维高密度集聚而成的高密度不织布。特别是发现通过使用分子量分布(重量平均分子量/数量平均分子量),可达成更加优异的效果。本发明者等人基于该些见解,而完成本发明。
因此本发明具有以下构成。4
(1)一种气纺不织布制造用复合纤维,其是将包含烯烃系热塑性树脂的第一成分与包含较第一成分具有更高熔点的烯烃系热塑性树脂的第二成分加以复合而成的热融着性复合纤维,且纤维剖面为复合成分的重心互不相同的复合形态,单丝纤度为IdtexlOdtex,纤维长度为3mm20mm,具有卷缩形状指数(短纤维实长/短纤维末端间距离)
的范围的平面锯齿状卷缩,将利用气纺法所获得的织物在145°C下进行热处理时的织物收缩率大于等于40%。
(2)如上述(1)所述的气纺不织布制造用复合纤维,其中于纤维剖面中,所述复合形态为半月状的第一成分与半月状的第二成分贴合而成的并列型。
(3)如上述(1)或(2)所述的气纺不织布制造用复合纤维,其中所述第一成分为聚丙烯系共聚物,所述第二成分为均聚丙烯。
(4)如上述(3)所述的气纺不织布制造用复合纤维,其中所述第二成分的均聚丙烯的分子量分布(重量平均分子量/数量平均分子量)。
(5)如上述(1)至(4)中任一项所述的气纺不织布制造用复合纤维,其中短纤维蓬松性小于等于250cm72g。
(6)如上述⑴至(5)中任一项所述的气纺不织布制造用复合纤维,其中利用气纺机成形时的排出效率大于等于80%,成形所得的织物中的缺陷数小于等于3个/m2。
(7)一种不织布的制造方法,其包括利用气纺制程使热融着性复合纤维织物化,并对所获得的织物进行热处理的步骤,上述热融着性复合纤维是将包含烯烃系热塑性树脂的第一成分与包含较第一成分具有更高熔点的烯烃系热塑性树脂的第二成分进行复合而成的,且纤维剖面为复合成分的重心互不相同的复合形态,单丝纤度为IdtexlOdtex,纤维长度为
3mm20mm,具有卷缩形状指数(短纤维实长/短纤维末端间距离),其卷缩数为6个/。
[发明的效果]
本发明的气纺不织布制造用复合纤维与其纤维剖面的复合形状为各成分的重心互不相同的形状无关,于热处理前的阶段,,且卷缩数小于等于14个/,故纤维的蓬松性较小。因此,本发明的复合纤维在利用气纺制程进行加工时的纤维的开纤性或分散性、自滚动筛(drumscreen)或筛孔(screenmesh)的排出性优异,从而能以较高的生产性获得良好质地的织物。
若对这样所获得的织物进行热处理,则该纤维因其剖面形状以及各成分的热收缩率差异而呈现螺旋状卷缩,表观纤维长度显著变小。通过该螺旋状卷缩呈现,织物高度收缩而纤维高密度地集聚,纤维间通过螺旋状卷缩而适度互相缠绕,故可获得伸缩性或缓冲性、液体吸排出特性优异的高密度气纺不织布。
该高密度气纺不织布是利用气纺制程(air-laidprocess)而获得的,故亦容易获得例如大于等于500g/m2的高单位面积重量不织布,另外,具有如下特征机械方向与宽度方向上的纤维排列的差异极小,两方向上不织布特性差异较小。而且,于以高单
位面积重量所集聚的气纺织物中,存在大量以某角度沿着垂直方向排列的纤维,但该些沿着垂直方向排列的纤维在通过热处理使织物收缩时,通过水平方向的收缩力相互碰撞的作用,自然呈现螺旋状卷缩而收缩,并且沿着垂直方向提升。如此,有效地达成蓬松化,并且在不织布的厚度方向上的伸缩性或缓冲性变得良好,从而可获得在不织布的机械方向、宽度方向及厚度方向即三维方向上特性差异较小的高密度气纺不织布。由此,将该气纺不织布用作例如液体吸收体的情形下,可发现在三维方向上液体的吸排出特性差异较小的特征,另外,在用作缓冲材的情形下,可发现无论在哪个方向上均具有较高的压缩恢复特性的特征。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图
作详细说明如下。
具体实施方式
以下,根据发明的实施例,对本发明加以详细说明。
本发明的气纺不织布制造用复合纤维由第一成分与第二成分所构成,上述第一成分包含烯烃系热塑性树脂,上述第二成分包含较第一成分具有更高熔点的烯烃系热塑性树脂。
第一成分的烯烃系树脂并无特别限定,可例示聚丙烯、丙烯与α-烯烃(乙烯、丁烯-1、辛烯、4-***戊烯等)的共聚物即聚丙烯系共聚物,高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等乙烯系聚合物,或聚***戊烯。
另外,第二成分的烯烃系聚合物亦无特别限定,可同样使用作为上述第一成分的烯烃系树脂所例示的树脂,但熔点必须高于第一成分的烯烃系树脂。因此,第一成分/第二成分的组合例可以是,例如高密度聚乙烯/聚丙烯、中密度聚乙烯/聚丙烯、低密度聚乙烯/聚丙烯、直链状低密度聚乙烯/聚丙烯、聚丙烯系共聚物/聚丙烯、低密度聚乙烯/聚丙烯系聚合物、聚丙烯系共聚物/聚丙烯系共聚物、聚丙烯系聚合物/聚***戊烯。上述所例示的树脂中,“聚丙烯系聚合物”可为聚丙烯,亦可为聚丙烯系共聚物。
另外,第一成分及第二成分亦可各自单独使用一种烯烃系热塑性树脂,另外,于不妨碍本发明的效果的范围内,混合使用大于等于两种烯烃系热塑性树脂亦无问题。而且,视需要可适当添加用以发挥各种性能的添加剂,例如抗氧化剂或光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、润滑剂、抗菌剂、除臭剂、阻燃剂、抗静电剂、颜料及塑化剂等。
本发明的气纺不织布制造用复合纤维是利用气纺制程进行成形而形成织物的。若将该织物于145°C的循环烘箱中热处理5分钟,则该复合纤维呈现螺旋状卷缩,表观纤维长度变小,织物显著收缩。此时的织物的收缩率大于等于40%,更好的是大于等于50%。若织物收缩率大于等于40%,则织物高度收缩,故可使纤维高密度地集聚,且通过织物的收缩,
每单位面积的重量即单位面积重量变大,从而可容易地获得高单位面积重量的高密度气纺不织布。若织物收缩率大于等于50%,则能以更高位准获得上述效果,故较好。本发明的气纺不织布制造用复合纤维的织物收缩率对欲获得所需求的气纺不织布而言过大时,可通过降低织物的热处理温度或缩短热处理时间来解决。即,织物收缩率较大时,气纺织物的热处理条件的幅度变大,故于145°C的循环烘箱中热处理5分钟时的织物收缩率的上限并无特别限定,越高越好。
此处,气纺织物的收缩率具体可通过如下方式求出以机械方向X宽度方向=25cmX25cm大小的气纺织物为样品,于145°C的循环烘箱中热处理5分钟,测定织物的机械方向与宽度方向的各个收缩率,并对该些值进行平均而求出。
为了使气纺织物的该收缩率大于等于40%,本发明的气纺不织布制造用复合纤维的第一成分的熔点并无特别限定,较好的是80°C150°C的范围,更好的是120°C145°C的范围。一般而言,熔点较低的烯烃系热塑性树脂存在表面摩擦较高的倾向,若此种树脂存在于纤维表面,则纤维摩擦变高,会降低纤维制造时的操作性或降低气纺加工性,若第一成分的熔点大于等于80°C,则可获得可容许的纤维生产性与气纺加工性,若第一成分的熔点大于等于120°C,则可获得充分的纤维生产性与气纺加工性。另外,在第一成分的熔点较高